(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体粉末と、ガラス粉末と、ベヒクルとを含む太陽電池受光面電極用ペースト組成物であって、
前記ベヒクルは45〜47(％)のエトキシ化度のエチルセルロースが60(重量％)以上を占め且つ48(％)以上のエトキシ化度のエチルセルロースが残部を占める樹脂と溶剤とを含むことを特徴とする太陽電池受光面電極用ペースト組成物。
【請求項２】
前記導体粉末は球状の銀粉末である請求項１の太陽電池受光面電極用ペースト組成物。
【請求項３】
前記導体粉末を70〜84重量部、前記ガラス粉末を3〜8重量部、および前記ベヒクルを10〜20重量部の範囲内の割合で含むものである請求項１または請求項２に記載の太陽電池受光面電極用ペースト組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の受光面電極用に好適な導電性ペースト組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、一般的なシリコン系太陽電池は、ｐ型多結晶半導体であるシリコン基板の上面にｎ+層を介して反射防止膜および受光面電極が備えられると共に、下面にｐ+層を介して裏面電極が備えられた構造を有している。上記反射防止膜は、十分な可視光透過率を保ちつつ表面反射率を低減するためのもので、窒化珪素、二酸化チタン、二酸化珪素等の薄膜から成る。
【０００３】
上記の太陽電池の受光面電極は、例えば、ファイヤースルーと称される方法で形成される。この電極形成方法では、例えば、前記反射防止膜をｎ+層上の全面に設けた後、例えばスクリーン印刷法を用いてその反射防止膜上に導電性ペーストを適宜の形状で塗布し、焼成処理を施す。上記導電性ペーストは、例えば、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とするもので、焼成過程において、この導電性ペースト中のガラス成分が反射防止膜を破るので、導電性ペースト中の導体成分とｎ+層とによってオーミックコンタクトが形成される(例えば、特許文献３を参照。)。
【特許文献１】特開平１０−２４７４１８号公報
【特許文献２】特開２００３−０５９３３６号公報
【特許文献３】特開２００７−０１９１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような銀を導体成分として含む不透明な受光面電極は、受光面に入射する太陽光を遮る。その受光面電極の占める面積が大きくなるほど、太陽エネルギーを吸収できる受光面積が減じられるので、太陽電池の変換効率が低下させられる。受光面積の減少を抑制するためには、受光面電極の電極幅寸法(すなわち印刷パターンの幅寸法)を細くすることが考えられる。しかしながら、電極幅寸法を細くするためには、塗布厚みを薄くして塗布面上における導電性ペーストの広がり(ダレ)を抑制する必要がある。そのため、電極幅寸法を細くすると電極断面積が小さくなることから、電気抵抗値が高くなり延いては電流密度が低下するので、変換効率を向上させることは困難であった。
【０００５】
これに対して、粘度が200〜500(Pa・s)およびチキソトロピー指数が1.5〜4.5の範囲内の導電性ペーストを用いることにより、塗布厚みを厚く保ったまま電極幅寸法を細くして電極断面積の縮小を抑制し、細幅寸法で電気抵抗値が低い受光面電極を形成することが提案されている(例えば、前記特許文献３を参照。)。この特許文献３において、粘度は、Ｅ型粘度計で3°コーンを使用した25(℃)、0.5(rpm)における測定値である。また、上記チキソトロピー指数には種々の定義が存在するが、スクリーン印刷の分野では、一般に、粘度のずり速度依存性を表すもので、上記特許文献３では、0.5(rpm)で測定した粘度を2.5(rpm)で測定した粘度で除した値である。
【０００６】
上記特許文献３に記載された導電性ペーストは、比較的高い粘度を有し流動性が低いことから塗布面上で広がり難いので、塗布厚みを比較的厚く保ったまま印刷パターン幅寸法を細くすることができる。導電性ペーストにはスクリーン印刷に適当な流動性を有すること、すなわちメッシュを容易に通過できる程度に粘度が十分に低いことが望まれる。チキソトロピー指数が十分に大きいとスキージングの際にスキージから作用するずり応力で低粘度化するので、印刷性を損なうことなく塗布面上における流動を抑制できる。なお、チキソトロピー指数が大きすぎると、メッシュ通過後に急激に粘度が上昇して流動性が失われるので、滑らかな印刷パターンが得られ難くなる。
【０００７】
しかしながら、本願発明者等が上記特許文献３に記載の導電ペーストの再現を試みたところ、同文献に記載されているように導電性粉末および樹脂の構成割合を一定の範囲に定めても、粘度およびチキソトロピー指数の制御が困難であると共に、必ずしも印刷性を保ったまま断面積の大きな細幅寸法の印刷パターンを得ることができなかった。そして、この結果を受けてペースト構成を見直した結果、単に導電性粉末および樹脂の構成割合を一定の範囲に定めるだけでは所望の特性を得ることはできず、ペーストを構成する樹脂に一定の範囲内のエトキシ化度のエチルセルロースを用いれば好ましい結果が得られることを見出した。
【０００８】
本発明は、上述した事情を背景として為されたもので、その目的は、印刷性を損なうことなく細幅寸法で断面積の大きな印刷パターンを好適に形成し得る太陽電池受光面電極用導電性ペースト組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
斯かる目的を達成するため、本発明の要旨とするところは、導体粉末と、ガラス粉末と、ベヒクルとを含む太陽電池受光面電極用ペースト組成物であって、(ａ)前記ベヒクルは45〜47(％)のエトキシ化度のエチルセルロースが60(重量％)以上を占め且つ48(％)以上のエトキシ化度のエチルセルロースが残部を占める樹脂と溶剤とを含むことにある。
【発明の効果】
【００１０】
このようにすれば、太陽電池受光面電極用ペースト組成物は、樹脂としてエチルセルロースが用いられると共に、45〜47(％)とエトキシ化度の低いエチルセルロースを樹脂全体の60(％)以上の割合で含むことから、ペーストのチキソトロピーが高められるので、スキージング時の適度な流動性を確保しながら、ペーストの塗布面における広がりを好適に抑制できる。そのため、印刷性を損なうことなく細幅寸法で断面積の大きな印刷パターンを形成することの可能な太陽電池受光面電極用導電性ペースト組成物が得られる。このようなペースト組成物を受光面電極形成に用いると、太陽エネルギーを吸収できる受光面積を大きくできるので、変換効率の高い太陽電池を得ることができる。
【００１１】
因みに、エチルセルロースは、塩化エチル(C2H5Cl)を用いてセルロース((C6H10O5)n)の水酸基(-OH)を部分的にエーテル化すなわちエトキシ基(C2H5O-)に置換したもので、エーテル化前の全水酸基に対する置換の割合をエトキシ化度或いはエトキシ化率と称する。導電性ペースト等の印刷用ペーストの樹脂としては、一般にエトキシ化度が48〜49.5(％)の範囲内、例えば49(％)のエチルセルロースが用いられている(例えば、前記特許文献１を参照。)。このようなエチルセルロースは糸引きなどが無いのでスクリーン印刷に好適であると共に、焼成時に燃え抜けやすいので電極用ペーストに好適である。
【００１２】
本発明者等は、上記エトキシ化度の範囲のエチルセルロースを用いて調合組成を種々変更して導電ペーストを調製して評価した結果、適当なチキソトロピーを得ることは困難であるとの結論に至った。そして、エチルセルロースの一部を電極用ペーストには通常は用いられていないエトキシ化度の低いエチルセルロースで置き換えて試験を行った結果、これを樹脂全体に対して60(％)以上の割合で含む場合に、印刷性を保ったまま適度なチキソトロピーが得られることを見出した。本発明は、このような知見に基づいて為されたものである。なお、樹脂の残部を占めるエトキシ化度が48(％)以上のエチルセルロースは、例えば印刷用途に一般に用いられるエトキシ化度が48〜49.5(％)のものでよいが、それよりもエトキシ化度の高いものでも差し支えない。
【００１３】
なお、上記範囲よりも広い45〜53(％)のエトキシ化度のエチルセルロースを含む導電ペーストも提案されている(例えば、前記特許文献２を参照。)。この導電ペーストは、電気回路の導体パターン形成に用いられるものであるが、上記エトキシ化度の範囲は、市販されているエチルセルロースにおける数値範囲をやや広めに記載したものに過ぎない。すなわち、上記特許文献２は、セルロース系樹脂とアクリル系樹脂とを併用して転写性を高めることを目的とするもので、上記エトキシ化度の範囲のものを用いる理由や、その作用効果は何ら示されていない。
【００１４】
ここで、好適には、前記ペースト組成物において、前記導体粉末は球状の銀粉末である。このようにすれば、塗布膜における導体粉末の充填率が高くなるため、導電性の高い銀が用いられることと相俟って、鱗片状等の他の形状の導体粉末が用いられる場合に比較して、その塗布膜から生成される導体の導電率が高くなる。そのため、一定の導電性を得るために必要な断面積が小さくなるので、必要な導電性を確保したまま線幅を一層細くすることが可能となる。したがって、このペースト組成物を受光面電極に適用して線幅を細くすれば、太陽エネルギーを吸収できる受光面積を一層大きくできるので、変換効率の一層高い太陽電池を得ることができる。
【００１５】
しかも、上記のような球状の導体粉末は滑らかな表面形状を備えていることから、ペーストを流れ易くし、延いては版から抜け易くするので、版離れ性が悪いことに起因して印刷パターンの断面積が小さくなることが好適に抑制される利点もある。すなわち、膜厚を厚くすることに伴って断面形状が矩形断面から崩れることが抑制されるので、断面積が大きくなる。また、印刷用スクリーンの目詰まりも生じにくいので連続印刷が容易になる利点もある。なお、ペーストが流れ易くなると、塗布面上でペーストが広がり易くなる傾向があるが、本願発明のペーストによれば、前記のようにエトキシ化度の低いエチルセルロースが含まれることによってチキソトロピーが高められているので、上記のような球状粉末を用いても、塗布面上におけるペーストの広がりが好適に抑制される。
【００１６】
また、好適には、上記導体粉末は、平均粒径が2(μm)以下である。このようにすれば、平均粒径が十分に小さい導体粉末が用いられていることから、塗布膜における導体粉末の充填率が高められるため、その塗布膜から生成される導体の導電率が高められる。
【００１７】
また、前記導体粉末は、特に限定されず、必要な導電性その他の物性に応じて適宜のものを用い得る。但し、太陽電池電極用ペースト組成物には高い導電性や半田付け性が求められるため、このような観点から銀が最も好ましい。
【００１８】
また、前記ガラス粉末は、特に限定されず、処理温度や導電性その他の物性に応じて適宜のものを用い得るが、例えば、硼珪酸鉛ガラス等が好適である。
【００１９】
また、好適には、前記導電性ペースト組成物は、前記導体粉末を70〜84重量部、前記ガラス粉末を3〜8重量部、および前記ベヒクルを10〜20重量部の範囲内の割合で含むものである。このようにすれば、印刷性が良好であり、導電性が高く、半田濡れ良好な電極を作製し得るペースト組成物が得られる。導体粉末が過少では高い導電性が得られず、過剰では流動性が低くなって印刷性が悪くなる。また、ガラス粉末が過少では基板との密着力が不足し、過剰では焼成後にガラスが電極表面に浮いて半田濡れ性が悪くなる。
【００２０】
また、本願発明のペースト組成物は、前述したように細幅で断面積の大きい導体パターンを形成できることから、太陽電池電極のうち特に受光面電極に好適に用い得る。しかしながら、受光面電極に限られず、裏面電極としても用いることができる。例えば、裏面電極は全面を覆うアルミニウム膜とこれに重なる帯状等の電極とから構成されるが、その帯状電極の構成材料としても好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【００２２】
図１は、本発明の一実施例のペースト組成物が適用されたシリコン系太陽電池１０の断面構造を模式的に示す図である。図１において、太陽電池１０は、例えばｐ型多結晶半導体であるシリコン基板１２と、その上下面にそれぞれ形成されたｎ+層１４およびｐ+層１６と、そのｎ+層１４上に形成された反射防止膜１８および受光面電極２０と、そのｐ+層１６上に形成された裏面電極２２とを備えている。
【００２３】
上記のｎ+層１４およびｐ+層１６は、シリコン基板１２の上下面に不純物濃度の高い層を形成することで設けられたもので、その高濃度層の厚さ寸法すなわち層１４，１６の厚さ寸法は例えばそれぞれ0.5(μm)程度である。ｎ+層１４に含まれる不純物は、例えばｎ型のドーパントである燐(P)であり、ｐ+層１６に含まれる不純物は、例えばｐ型のドーパントである硼素(B)である。
【００２４】
また、前記の反射防止膜１８は、例えば、窒化珪素等から成る薄膜で、例えば可視光波長の１／４程度の光学的厚さで設けられることによって10(％)以下、例えば2(％)程度の極めて低い反射率に構成されている。
【００２５】
また、前記の受光面電極２０は、例えば一様な厚さ寸法の厚膜導体から成るもので、図２に示されるように、多数本の細線部を有する櫛状を成す平面形状で受光面２４の略全面に設けられている。上記の厚膜導体は、Agを93(重量％)程度および硼珪酸鉛ガラスを7(重量％)程度を含む厚膜銀から成るものである。また、上記の導体層の厚さ寸法は例えば15〜20(μm)の範囲内、例えば17(μm)程度で、細線部の各々の幅寸法は例えば80〜130(μm)の範囲内、例えば100(μm)程度、断面積は1400〜1900(μm2)の範囲内、例えば1500(μm2)程度である。そのため、受光面電極２０はライン抵抗が例えば500〜530(Ω)の範囲内、例えば515(Ω)程度と低く、高い導電性を備えている。
【００２６】
また、前記の裏面電極２２は、ｐ+層１６上にアルミニウムを導体成分とする厚膜材料を略全面に塗布して形成された全面電極２６と、その全面電極２６上に帯状に塗布して形成された厚膜銀から成る帯状電極２８とから構成されている。この帯状電極２８は、裏面電極２２に導線等を半田付け可能にするために設けられたものである。
【００２７】
以上のように構成された太陽電池１０は、前述したように受光面電極２０のライン幅が細く、且つ、断面積が大きいことから、高い導電性を備えているので、短絡電流密度Jsc、フィルファクターFFが、何れも従来に比較して大きく、開放電圧Vocは従来並に保たれ、その結果、高い変換効率を有している。
【００２８】
上記のような受光面電極２０は、例えば、良く知られたファイヤースルー法によって形成されたものである。その受光面電極形成を含む太陽電池１０の製造方法の一例を以下に説明する。
【００２９】
まず、下記表１に示す調合組成でベヒクルを調製する。例えば、下記の構成材料を攪拌機等を用いて混合し、例えば90(℃)で6〜8時間程度加熱することにより、エチルセルロースを溶解する。
【表１】
0005205108.tif 000002
【００３０】
上記の構成材料のうち２種のエチルセルロースは、何れも市販品(例えば、ダウケミカル社製エトセル(登録商標))であるが、エトキシ化度が48〜49.5(％)のエチルセルロースは、従来から電極用の導電性ペーストに用いられているもの(例えばエトセル(登録商標)ＳＴＤ型)である。また、エトキシ化度が45〜47(％)のエチルセルロースは、電極用のペースト用途ではなく、火薬原料等に用いられているもの(例えばエトセル(登録商標)ＭＥＤ型)である。これら２種のエチルセルロースは、ＳＴＤ型が40(wt％)、ＭＥＤ型が60(wt％)の割合で用いられており、このように調製されたベヒクルを、以下、改良ベヒクルと称する。
【００３１】
次いで、上記のベヒクルを用いて、下記表２に示す調合組成で導電性ペーストを調製する。この調製工程は、下記の構成材料を混合し、例えば三本ロールミルで分散することによって行う。
【表２】
0005205108.tif 000003
【００３２】
上記の構成材料のうち、Ag粉末は球状粉で、平均粒径は2(μm)程度である。また、硼珪酸鉛ガラスは別途調製したガラスフリットを用いた。
【００３３】
上記のようにして導電性ペーストを調製する一方、適宜のシリコン基板に例えば、熱拡散法やイオンプランテーション等の良く知られた方法で不純物を拡散し或いは注入して前記ｎ+層１４およびｐ+層１６を形成することにより、前記シリコン基板１２を作製する。次いで、これに例えばスピンコーティング等の適宜の方法で窒化珪素薄膜を形成し、前記反射防止膜１８を設ける。
【００３４】
次いで、上記の反射防止膜１８上に前記図２に示すパターンで前記導電性ペーストをスクリーン印刷する。印刷線幅は100(μm)とした。これを例えば120(℃)で乾燥し、更に、近赤外炉において820(℃)で焼成処理を施す。これにより、その焼成過程で導電ペースト中のガラス成分が反射防止膜１８を溶かし、その導電性ペーストが反射防止膜１８を破るので、導電ペースト中の導体成分すなわち銀とｎ+層１４との電気的接続が得られ、前記図１に示されるようにシリコン基板１２と受光面電極２０とのオーミックコンタクトが得られる。受光面電極２０は、このようにして形成される。
【００３５】
次いで、上記シリコン基板１２の裏面全面に、例えばアルミニウムペーストをスクリーン印刷法等で塗布し、焼成処理を施すことによってアルミニウム厚膜から成る前記全面電極２６を形成する。更に、その全面電極２６の表面に前記導電性ペーストをスクリーン印刷法等を用いて帯状に塗布して焼成処理を施すことによって、前記帯状電極２８を形成する。これにより、裏面全面を覆う全面電極２６と、その表面の一部に帯状に設けられた帯状電極２８とから成る裏面電極２２が形成され、前記の太陽電池１０が得られる。
【００３６】
このようにして得られた太陽電池１０について、受光面電極２０の特性を評価した結果を、前記表１に示したものとは異なる組成のベヒクル或いは前記表２に示したものとは異なる組成のペーストを用いた他の実施例や比較例の評価結果と併せて説明する。
【００３７】
表３は、実施例および比較例の調合組成および評価結果をまとめたものである。表３において、実施例１は、前記表１に示す改良ベヒクルを用いて前記表２の仕様で調合したペーストである。また、実施例２〜５は、同じ改良ベヒクルを用いているが、調合組成を異なるものとしたペーストである。これらのうち実施例２，３は固形分である銀粉末およびガラスフリットの合計量を保ったまま、実施例１よりも銀粉末量を多く或いは少なくしたものである。また、実施例４，５は実施例１よりも固形分量を減じ或いは増したものである。また、実施例６，７は、ベヒクルを調製するに際してエチルセルロース中のＭＥＤ型の割合を変更したもので、実施例６はＭＥＤ型を75(％)、実施例７は全てＭＥＤ型としたもので、ペーストの調合仕様は実施例１と同一である。これら実施例６，７に用いたものも、特に区別する必要が無ければ改良ベヒクルと称する。
【００３８】
【表３】
0005205108.tif 000004
【００３９】
また、比較例１〜４のペーストは、以下のようにベヒクルや銀粉末が異なる他は何れも前記実施例１と同一のペースト調合組成で調製したものである。比較例１は前記改良ベヒクルに代えて表４に示す従来ベヒクルを用いた。この従来ベヒクルはエチルセルロースの全量をＳＴＤ型にしたもので、比較例１のペーストはＭＥＤ型のエチルセルロースを含まない従来のペーストである。比較例２は前記改良ベヒクルに代えてＭＥＤ型のエチルセルロースの割合がそれよりも少ない50(wt％)に留まるベヒクルを用いた。比較例３は上記従来ベヒクルを用いると共に球状の銀粉末に代えて鱗片状の銀粉末を用いた。比較例４は球状の銀粉末に代えて鱗片状の銀粉末を用いた。
【００４０】
【表４】
0005205108.tif 000005
【００４１】
上記表３の評価結果に示されるように、実施例１〜７のように改良ベヒクルおよび球状のAg粉末を用いると、抵抗率を従来(比較例１)並の3.1〜3.3(Ω・cm)に保ちながら、焼成膜厚が増大し且つライン幅が縮小する。すなわち、焼成膜厚は、従来が10〜12(μm)であったのに対し、実施例１，３では14〜19(μm)、実施例２では15〜20(μm)、実施例４では14〜18(μm)、実施例５では16〜20(μm)、実施例６では16〜21(μm)にそれぞれ増大した。また、ライン幅は、従来が126〜136(μm)であったのに対し、実施例１では98〜105(μm)、実施例２では99〜104(μm)、実施例３では101〜107(μm)、実施例４では102〜108(μm)、実施例５では97〜104(μm)、実施例６では98〜105(μm)に、実施例７では98〜103(μm)にそれぞれ縮小した。
【００４２】
なお、抵抗率は、太陽電池製造用とは別にシリコン基板を用意して、そのシリコン基板にペーストを十分に大きい面積で塗布し、120(℃)で乾燥後、近赤外炉にて820(℃)で焼成することによって評価用導体膜を形成して測定した。その評価用導体膜の抵抗率を抵抗率計を用いて四端子法で測定し、焼成膜厚で換算して比較した。
【００４３】
このようにして、断面積が、従来では1248〜1453(μm2)であったのに対し、実施例１では1423〜1890(μm2)、実施例２では1503〜1804(μm2)、実施例３では1405〜1857(μm2)、実施例４では1432〜1869(μm2)、実施例５では1521〜1908(μm2)、実施例６では1435〜1925(μm2)、実施例７では1310〜1960(μm2)にそれぞれ増大させられた結果として、ライン抵抗が、従来では654(Ω)であったのに対し、実施例１〜７では508〜538(Ω)に著しく減じられる。したがって、実施例１〜７の何れの導電ペーストを用いて受光面電極２０を形成した場合にも、ライン抵抗を減じつつ有効な受光面積が増大させられることから、変換効率Effが、従来では15.28(％)であったのに対し、例えば実施例１では16.45(％)に飛躍的に高められる。
【００４４】
なお、太陽電池特性の評価は、ソーラーシミュレータを使用して、負荷を変化させることで出力電流値を変化させつつ電流値および電圧値を測定し、短絡光電流密度Jsc、開放電圧Voc、フィルファクターFF、変換効率Effを求めることで行った。実施例によれば、ライン幅寸法が縮小されることから有効な受光面積が増大するので、短絡電流密度Jscが増大する。また、断面積が増大し延いてはライン抵抗が低下することから、フィルファクターFFが増大する。一方、開放電圧Vocは導電ペーストによらず従来並の0.61(V)程度に保たれた。このように、本実施例によれば、Jsc、FFが増大し且つVocが維持されるので、変換効率Effが向上するのである。
【００４５】
なお、比較例１のペーストは、エトキシ化度が48〜49.5(％)のエチルセルロースおよびBDGAのみから成るベヒクルが用いられていることから、印刷に適した粘度に調節すると、塗布面上で流れ易くなる。そのため、このペーストを用いて受光面電極を形成すると、図３に断面を模式的に示すように、薄く且つ幅寸法の広い導体膜３０が形成される。これに対して、実施例のペーストは、エトキシ化度が45〜47(％)のエチルセルロースをエチルセルロース全体の60(％)以上の割合で含むベヒクルが用いられていることから、チキソトロピーが改善され、良好な印刷性を保ったまま塗布面上で流れにくくなる。そのため、これを用いて形成された受光面電極２０の断面は図４に模式的に示すように比較例１のものに比較して幅が狭く且つ高さが高くなるから、前述したようにライン幅を減じ且つライン抵抗を低くできるのである。
【００４６】
また、比較例２のペーストに用いられているベヒクルは、ＭＥＤ型のエチルセルロースを含んでいるが、樹脂全体に占める割合が50(wt％)に留まることから、焼成膜厚、ライン幅共に比較例１と同等かそれよりも僅かに改善された程度である。すなわち、チキソトロピーの改善傾向は認められるものの不十分で、ライン抵抗は659(Ω)と比較例１と同等である。
【００４７】
なお、前記実施例６，７では、樹脂がＭＥＤ型75(wt％)或いは100(wt％)の改良ベヒクルが用いられているが、このような仕様でも、焼成膜厚、ライン幅共に実施例１と同等で、ライン抵抗も前述したように同等の値になる。したがって、これら比較例１，２，実施例１，６，７等の評価結果によれば、ＭＥＤ型のエチルセルロースが樹脂全体の60(wt％)以上の割合で含まれることが必須であり、上限は特に定められないことが明らかである。
【００４８】
また、従来ベヒクルのまま鱗片状のAg粉末を用いた比較例３では、鱗片状のAg粉末がペーストの流れ性を低下させることから、焼成膜厚が15〜20(μm)と厚くなり、ライン幅も120〜124(μm)とやや狭くなる。しかしながら、この比較例３のペーストは、鱗片状のAg粉末がスクリーン製版をペーストが滑らかに通過することを妨げると共に、版離れ性も低下させるので、図５に模式的に示すように、導体膜３２の断面が三角形に近い形状になる。この結果、焼成膜厚が上記のように厚くなっているにも拘わらず、断面積が900〜1879(μm2)と小さくなり、延いてはライン抵抗が728(Ω)と高くなる。しかも、鱗片状粉末は、粉末相互の接触面積が小さく、抵抗率が4.4(Ω・cm)と高くなることも不利に働く。したがって、ライン幅寸法が小さくなって有効な受光面積が増大していることが有効に生かされず、発光効率は15.70(％)と、比較例１に対して僅かな改善或いは同等レベルに留まる。これに対して、前記実施例１〜７では、球状粉末が用いられていることから、塗布膜中における充填率が高くなるため、比較例３のように鱗片状の銀粉末が用いられる場合に比較して、その塗布膜から生成される導体の導電率が高くなる。
【００４９】
また、改良ベヒクルを用いているが鱗片状のAg粉末を用いた比較例４では、ベヒクルおよびAg粉末がそれぞれペーストの流れ性を低下させることから、焼成膜厚が15〜25(μm)と一層厚くなると共に、ライン幅も98〜106(μm)と一層狭くなる。この結果、ライン抵抗は542(Ω)と十分に低い。しかしながら、スクリーン製版の通過性や版離れ性は一層低下することとなるので、図６に模式的に示すように、導体膜３４の断面は一層三角形に近づく上、メッシュ跡が大きく、形成された導体膜の膜厚のばらつきが大きく、且つライン性も悪い。したがって、一応の特性は得られ、変換効率Effも実施例１と同等の16.43(％)であるが、安定して膜形成することが困難で、太陽電池電極用の導電ペーストとしては適さない。
【００５０】
なお、改良ベヒクルおよび鱗片状Ag粉末を用いた上記比較例４は、前述したように印刷性には問題があるものの、ライン幅やライン抵抗等は優れており、その結果、実施例と同等の変換効率が得られている。したがって、前記表３では、評価結果に鑑みてこれを比較例としたが、印刷方法を工夫する等により、実施例と同等の特性が得られるペースト仕様として用い得る。すなわち、Ag粉末は球状のものを用いることが好ましいが必須ではなく、鱗片状のものを用いたペーストも本願発明の範囲に含まれる。
【００５１】
上述したように、本実施例によれば、ＭＥＤ型すなわち45〜47(％)とエトキシ化度の低いエチルセルロースが樹脂全体の60(％)以上の割合で含まれることから、ペーストのチキソトロピーが高められるので、スキージング時の適度な流動性を確保しながら、ペーストの塗布面における広がりを好適に抑制できる。そのため、印刷性を損なうことなく細幅寸法で断面積の大きな印刷パターンを形成することができる。
【００５２】
また、本実施例によれば、球状の銀粉末が導体粉末として用いられていることから塗布膜中における充填率が高くなるため、鱗片状等の他の形状の粉末が用いられる場合に比較して導電率が高められ、延いては線幅を一層細くして変換効率を高めることができる。
【００５３】
しかも、本実施例によれば、滑らかな表面形状を備えた球状粉末が、ペーストを流れ易くし、延いては版から抜け易くする。そのため、塗布面上における広がりを抑制することに伴って、版離れ性が悪くなること、延いては印刷パターンの断面積が小さくなることが抑制されるので、断面積が一層大きい導体膜を安定的に形成できる利点がある。
【００５４】
以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例のペースト組成物が適用された太陽電池の断面構造を示す模式図である。
【図２】図１の太陽電池の受光面電極パターンの一例を示す図である。
【図３】比較例１の導体膜の断面を示す図である。
【図４】実施例１の導体膜の断面を示す図である。
【図５】比較例３の導体膜の断面を示す図である。
【図６】比較例４の導体膜の断面を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０：太陽電池、１２：シリコン基板、１４：ｎ+層、１６：ｐ+層、１８：反射防止膜、２０：受光面電極、２２：裏面電極、２４：受光面、２６：全面電極、２８：帯状電極
【図１】
0005205108.tif 000006
【図２】
0005205108.tif 000007
【図３】
0005205108.tif 000008
【図４】
0005205108.tif 000009
【図５】
0005205108.tif 000010
【図６】
0005205108.tif 000011